Проектирование высоковакуумной магистрали (стр. 1 из 3)

Введение

1. Цель работы:закрепить знания, полученные при изучении дисциплины «Основы вакуумной техники», по проектированию и расчету откачной вакуумной системы технологического оборудования микроэлектроники. Студент должен рассчитать газовые потоки, правильно и обоснованно выбрать откачные средства, рассчитать проводимости соединительных трубопроводов, оценить совместимость откачных средств, определить фактическую быстроту откачки и перепады давления в трубопроводах, а так же на основании проведенных расчетов выбора типоразмеров откачных средств, затворов и вентилей, выполнить чертеж вакуумной системы (в эскизном исполнении).

1. Расчет высоковакуумной магистрали

1.1 Определение стационарного газового потока

,

где

- поток газа, определяющийся технологическим выделением газа из нагреваемых элементов внутрикамерных устройств,

- натекание через уплотнения рабочей камеры,

- диффузное газовыделение,

- газовыделение от подложки.

,

,

, где - газовыделение рабочей камеры,

, [лит-ра 2, стр. 64–65]

- внутренняя поверхность камеры,

где

- размеры рабочей камеры,

-размеры присоединительного фланца;

,

, где - удельное газовыделение материала (Cu) при

заданной температуре, [см. лит-ра 3, стр. 471, приложение]

,

- объем подложкодержателя,

- плотность меди,

, [см. лит-ра 4, стр. 115, табл38]

- время газовыделения;

.

Тогда стационарный газовый поток равен

.

1.2 Предварительный выбор высоковакуумного насоса

Ориентировочная быстрота откачки рабочей камерыдиффузионным насосом

.

Быстрота действия диффузионного насоса

,

.

По быстроте действия в диапазоне впускных давлений

выбираем насос НВД-1400 с характеристиками (литература 2, стр. 254, табл. 10.6):

Быстрота действия

.

Предельное остаточное давление

.

Наибольшее выпускное давление

.

Расход охлаждающей воды

.

Мощность электронагреватель 2,2 кВт.

Габаритные размеры

.

Масса

.

Объем масла

.

Условный проход фланца:

входного

.

выходного

;

Требуемая быстрота действия форвакуумного насоса

.

1.3 Расчет проводимостей и выбор элементов высоковакуумной магистрали

Расчет проводимости шевронно-конической ловушки

, где - удельная проводимость ловушки

- (литер. 2, стр. 258, табл. 11.1),

- площадь входного отверстия ловушки

,

- задаваемый размер.

.

Проверим режим течения в ловушке:

давление в ловушке:

, где - давление на входе в насос ,

– быстрота действия насоса,

.

Выражение

– режим молекулярный.

Расчет проводимости трубопровода (е)

Задаем диаметр трубопровода

.

Проводимость участка

. [литер. 2, стр. 41, формула. 3.58]

Найдём отношение

[литер. 2, стр. 41, табл. 3.3],

.

Проверим режим течения в трубопроводе (е):

давление в трубопроводе:

.

Выражение

– режим молекулярный.

Проводимость затвора

Выбираем затвор РСУ 1 А -200 [литер. 2, стр. 109, табл. 7.1] с проходным диаметром

и проводимостью

.

Проверим режим течения в затворе

давление в затворе:

.

Выражение

– режим молекулярный.

Расчет проводимости трубопровода (д)

Задаем диаметр трубопровода

.

Проводимость участка

.

Найдём отношение

[литер. 2, стр. 41, табл. 3.3],

.

Проверим режим течения в трубопроводе (д):

давление в трубопроводе:

.

Выражение

– режим молекулярный.

Расчёт проводимости вдоль заливной ловушки

Внешний диаметр ловушки

, внутренний диаметр ловушки ,

длина ловушки

.

Для цилиндрического трубопровода с коаксиальным расположением стержня проводимость вычисляется